היתרון ההישרדותי של החיידקים שמסכן את הבריאות שלנו

האנטיביוטיקה מצילה חיים ומונעת נזקים כבדים אצל אין ספור מטופלים, עוד משנות הארבעים של המאה הקודמת. היום, אנחנו גם משלמים את המחיר. עמידות לאנטיביוטיקה הפכה לאחד מהאיומים הגדולים ביותר לבריאות הציבור.

מחקר ישראלי חדש מהמכון לפיזיקה באוניברסיטה העברית גילה תכונה נוספת שמפתחים החיידקים, אשר עוזרת להם להפוך לעמידים בפני אנטיביוטיקה. החוקרים למעשה גילו שלפני שהחיידקים מפתחים עמידות לאנטיביוטיקה הם קודם מפתחים סבילות אליה.

כשחיידקים מתרבים, הם מכפילים את הדנ"א שלהם ומעבירים אותו הלאה לדורות הבאים. התהליך הזה אף פעם אינו מתבצע בצורה מושלמת לחלוטין, ובדנ"א שעובר שכפול נוצרים שינויים: מוטציות. המוטציות האלה הן אקראיות לחלוטין ויכולות לגרום לשינויים בכל מיני חלבונים של החיידק. חלק מהשינויים, יהיו שליליים ויגרמו לחיידק למות, חלק לא ישפיעו בכלל וחלק יכולים לתת לחיידק איזושהי תכונה מועדפת שתגרום לו לשרוד טוב יותר. ככה בעצם מתרחשת האבולוציה, אצל כל היצורים החיים.

עכשיו, נחזור לבעיית האנטיביוטיקה: חיידקים שנחשפו לאנטיביוטיקה ובמקרה עברו מוטציה שנתנה להם עמידות, הצליחו לשרוד בזמן שהאחרים לא. לחיידקים האלה עכשיו יש יתרון הישרדותי ולכן הם יתרבו יותר.

במחקר החדש, גידלו החוקרים זנים שונים של חיידקי E. coli וחשפו אותם לאנטיביוטיקה אמפיצילין במרווחי זמן קבועים במשך כמה מחזורי חלוקה. לאחר כשבעה מחזורי חלוקה, החלו להופיע חיידקים עמידים. מה זה אומר? שהיה דרוש ריכוז אמפיצילין גבוה הרבה יותר כדי להרוג אותם.

בגלל שהחוקרים אספו דגימות מכל מחזור חלוקה, הם יכלו לבצע בדיקות גנטיות לאורך כל השלבים ולבדוק אילו מוטציות התפתחו קודם.

הם גילו שבכל המקרים, לפני שהופיעו המוטציות שנותנות עמידות, הופיעו מוטציות שהפכו את החיידקים לסבילים. בניגוד לעמידות, שמאפשרת לחיידקים להתרבות ממש, סבילות מאפשרת לחיידקים פשוט לשרוד, בלי להתחלק ולהתרבות. למעשה, הסבילות לא רק מתרחשת מוקדם יותר, אלא עוזרת לפיתוח העמידות עצמה.

כדי לפתח עמידות, הרבה פעמים צריך שיתרחשו מוטציות בכמה גנים שונים, שזה תהליך שמצריך הרבה יותר מחזורי חלוקה. אם לחיידק יש סבילות, הוא יכול לעבור מוטציה אחת, להישאר במצב ה"רדום" בזמן החשיפה לאנטיביוטיקה ואז לעבור עוד מוטציה. ככה הסבילות שומרת בחיים את החיידקים ונותנת להם את הזמן ואת ההזדמנות לפתח עמידות גבוהה.

אז איך ניתן להשתמש במידע החדש הזה כדי להילחם בעמידות חיידקים בפני אנטיביוטיקה?

דבר ראשון, כשחולים מגיעים לבתי חולים עם זיהום חיידקי קשה, הרופאים מחליטים איזו אנטיביוטיקה לתת לפי בדיקת עמידות. אם יבדקו גם לאיזו אנטיביוטיקה החיידקים סבילים אבל עוד לא עמידים, יהיה אפשר לצמצם את הסיכוי שהחיידקים יפתחו עמידות.

חוץ מזה, אם אפשר יהיה לפתח חומרים שימנעו מהחיידקים להגיע בכלל למצב של סבילות, יהיה להם הרבה יותר קשה להגיע לעמידות.